第178章【七大半導體材料】

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二樓書房。

方鴻在文件裡分別建立了半導體材料和半導體裝置兩大分類，而後再進一步進行細分，對應到要投的產業並做好資本開支的分配比例。

半導體材料主要包括“晶圓製造材料”和“封裝材料”兩個大類別。

其中晶圓製造材料又分為：矽片、掩膜版、光刻膠、拋光材料、特種氣體、靶材等。

各大材料的應用具體來看。

矽晶環節主要是用到了矽片；清洗環節會用到高純度的特種氣體或者試劑；沉積環節會用到靶材；塗膠環節會用到光刻膠；曝光環節會用到掩膜版；顯影刻蝕環節會用到高純度試劑；薄膜生長環節會用到前驅體和靶材；拋光環節會用到拋光液和拋光墊。

封裝材料包括：封裝基板、引線框架、鍵合絲、塑封材料、陶瓷基板、晶片粘接材料和其它封裝材料。

其中貼片環節用到的是封裝基板和引線框架；引線鍵合環節用到的鍵合絲；模塑環節用到的是矽微粉和塑封料；電鍍環節用到了矽片、氣體掩膜版等。

可以說，每一個環節每一種材料都要對應一家企業，當然大公司也可能掌握多個環節、多種材料的研發與生產。

方鴻建立好文件開始逐一編輯細化，把這些弄好了，到時候交給華煜，讓他照著檔桉規劃的內容去執行。

在眾多半導體材料裡面，其主要的才有七大類是最關鍵材料，分別為：矽片、特種氣體、光掩模、溼電子試劑、拋光材料、光刻膠、濺射靶材。

具體來看。

矽片：

矽材料其實廣泛可取，平時的沙石裡面的二氧化矽在經過純化後可以製成98%純度的矽，高純度的矽則需要進一步提純變成9個n或者11個n，也就是99.999999999%，小數點後面9個9或者11個9這種級別純度的超純材料。

需要把這種超純的多晶矽放在1400度的石英坩堝中融化，並在其中摻雜硼或者磷元素來改變其導電特性，再經過單晶生長製備成特定的單晶，然後經過切片等一系列的研磨拋光、外延、鍵合等流程工藝，那麼半導體矽片材料就差不都做好了。

……

特種氣體：

電子特氣是積體電路平板顯示器件、太陽電池、光纖光纜這些行業不可或缺的基礎性的材料，根據電子特氣所參與的工藝環節的不同還可以細分六大類：化學氣相沉積、離子注入、光刻膠印刷、擴散、刻蝕、摻雜。

……

光掩模：

其主要是由透光的基板，有樹脂或玻璃以及不透光的遮光膜，在光掩模的製造過程當中，它的直接材料成本佔到了67%，而基板就佔這個直接材料的90%，整個基板佔到了其總成本的60%左右，其它的一些輔助材料佔比小一些。

……

溼電子試劑：

即高純度的試劑，根據用途不同溼電子化學品可以分為超淨高純的試劑，及其以光刻膠配套試劑為代表的功能性化學品。

溼電子化學品在各個流程中主要應用在清洗、光刻、刻蝕上，在光刻這道工序上主要應用在矽片前處理雲膠、顯影、剝離這些環節，在晶圓加工上主要是應用在高純度的拋光清洗上，其中用到硫酸、雙氧水、氨水、顯影液等。

……

拋光材料：

這是透過化學腐蝕或者機械研磨兩種方式把晶圓表面進行平坦化工藝的總稱。它的一個技術難點就是需要製成在0.35微米以下。

諸如機械拋光在半導體的前道加工和後端製成上都有應用，如淺溝槽隔離、層間介質拋光、金屬內介質拋光等。

拋光系統的組成包括：拋光裝置、拋光液、拋光墊等。其中像拋光墊是由一種疏鬆的多孔材料製成，一般如聚亞胺酯類，有一定的彈效能夠吸收一定的拋光液，而拋光液是由磨料ph值調節劑、氧化劑、分散劑、表面活性劑混合而成。

……

光刻膠：

這是由溶劑、樹脂、光引發劑和單體與其它助劑構成，光刻膠在應用上可以理解成是在一些物體上噴漆使用的膠帶一樣的性質，只不過光刻膠是微米級乃至奈米級的工藝。

光刻膠在製程工藝內部大規模積體電路製造的一個過程中，光刻和刻蝕技術是最重要的工藝，而且因為尺度小，在製作過程中有重複十多次的光刻、刻蝕、烘焙、塗膠等一系列工藝過程，透過這一系列的過程把電路印至到矽片上，就讓光刻膠的應用變得非常重要了。

隨著半導體制程不斷提升，從微米級到奈米級的演進，光刻膠的波長也從紫外寬譜延伸到了g線(436nm)、i線(365nm)、krf(248nm)、arf(193nm)和euv(13.5nm)的製程。

相應的光刻膠成分也要發生變化，因為像曝光波長越短對光刻膠的技術水平要求就越高，其所適應的積體電路的製程就會越先進，不同光刻波長所應用的光刻膠成分也是不同的。

……

濺射靶材：

在濺射的過程當中，高速的離子束轟擊目標材料，也就是轟擊靶材，把金屬離子剝離沉積在矽片上的過程，是沉積電子薄膜的原材料。

……

方鴻編輯材料內容，一覽這些半導體材料，這些都得投錢搞啊！

這會兒國家大基金都還沒有成立，要到2014年去了。

但方鴻顯然不可能浪費四年，半導體這個行業最典型的一大特徵就是更新升級快，因為摩爾定律之下大約每隔18個月，下一代產品的效能會提升一本，成本會下降一半。

所以國內為啥總是追不上？

就是因為你好不容易追上了，結果發現是人家淘汰的技術了，這還不是最要命的，要命的是人家淘汰的技術你都還達不到，沒有國家的扶持補貼，企業自己去搞，砸進去的錢根本收不回來，百分百的血本無歸，自然沒人會幹。

就如同貔貅一樣，砸錢只進不出。

方鴻決定要搞半導體，那是要對這個超級吞金獸做好長期金融輸血支援的心理準備，五年乃至十年不賺錢都無所謂，沒辦法，這是補課代價必須要交付的學費。

可一旦完成全產業鏈，前面投入所有的成本都會連本帶利收回來，只需要看看十年後僅國內對於晶片進口規模需求就知道了。

買晶片花的錢比全年進口石油的錢都要多。

方鴻休息了片刻，馬上又在文件裡建立了一個子類——eda軟體。

eda是電子設計自動化的簡稱，它主要應用在晶片的設計和製造的領域中來，是以計算機為工具，採用硬體描述的語言表達方式來對資料庫計算數學、圖論、圖形學以及拓撲邏輯最佳化理論進行科學有效的融合，輔助完成超大規模積體電路晶片的設計、製造、封裝、測試等整個流程的計算機軟體的一個統稱。

eda主要在設計和製造領域應用比較多，隨著晶片的製程工藝越來越複雜，eda軟體的應用也變得越來越重要，它能夠極大程度的提高晶片的設計效率。

其實eda軟體本身的市場規模並不大，目前全球市場規模也三四十億美元的樣子，對比半導體產業規模零頭都不算。

但eda軟體在半導體領域的重要性是真的到了沒有它就玩不轉的程度，原因就是如果想要設計一款晶片，假設不採用eda軟體的結果就是導致成本大幅提升。

比如，在當下想要設計一款消費級的處理晶片，採用當前最先進的eda軟體來設計，成本大概在4000萬美元左右，但是如果不採用eda軟體，那成本將高達77億美元。

4000萬美元對77億美元！

也就是說有了eda軟體的加入，它的一個技術的迭代，足以讓整個設計的效率提升接近200倍。

由此可見，如果沒有eda軟體，任何新的晶片成本，尤其是消費級晶片，那是根本無法承受的。

這就是eda軟體的重要性和不可或缺性，它市場規模小，但沒它就是玩不轉，可見eda軟體對整個晶片製造是起到了提綱挈領的作用。

……